(57)【要約】【課題】非磁性かつ高耐食性を満足できる転がり軸受を提供するものである。【解決手段】少なくとも、外輪１と内輪２と、該外輪１と内輪２の間に組み込まれる複数個の転動体３とを備え、外輪１と内輪２は夫々アルミニウム合金で形成すると共に硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）を施し、転動体はセラミックで形成しているものとした。この転がり軸受は、例えば、半導体製造装置などの磁場環境かつ腐食環境にて使用される装置に組み込まれる。なお、ある程度の硬度がないと早期に損傷を起こし、機能を満足しないことがあり得るため、硬質アルマイト処理の硬さはＨＶ２００以上とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、一対の軌道輪と、該一対の軌道輪間に組み込まれる複数個の転動体を備え、
一対の軌道輪は夫々アルミニウム合金で形成すると共に硬質アルマイト処理を施し、転動体はセラミックで形成していることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
半導体製造装置に組み込まれることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
硬質アルマイト処理の硬度がＨＶ２００以上であることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体製造装置のように磁場環境かつ腐食環境で使用される装置に組み込まれる軸受であって、非磁性でかつ高耐食性の転がり軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造装置等の磁場環境下にて用いられる軸受としては、高マンガン析出硬化鋼で形成した一対の軌道輪（外輪と内輪）と、セラミックで形成した転動体（玉）にて構成されている非磁性軸受がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−１３３１２８（第１頁〜第４頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高マンガン析出硬化鋼で形成した外内輪は非磁性であり磁場環境下では問題が無いが、耐食性が低く、ハロゲン系腐食ガス等の腐食ガス環境下で容易に腐食され、転がり軸受としての機能が満足できなかった。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、非磁性かつ高耐食性を満足できる転がり軸受を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、少なくとも、一対の軌道輪（外輪・内輪）と、該軌道輪間に組み込まれる複数個の転動体とを備え、一対の軌道輪は夫々アルミニウム合金で形成すると共に硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）を施し、転動体はセラミックで形成しているものとした。この転がり軸受は、例えば、半導体製造装置などの磁場環境かつ腐食環境にて使用される装置に組み込まれると、その要求機能を満足することができる。
本発明高温の転がり軸受は、特に外輪・内輪に硬質アルマイト処理を施したアルミニウム合金を用いるところにポイントがある。アルミニウム合金としては、Ａ１０００系、Ａ２０００系、Ａ５０００系、Ａ６０００系、Ａ７０００系が使用可能であるが、強度を考慮すると、Ａ２０００系、Ａ６０００系、Ａ７０００系が望ましい。
硬質アルマイト処理を施していないアルミニウム合金は、非磁性ではあるが、耐食性も劣り、回転時に早期に損傷するが、硬質アルマイト処理を施すことによって、耐食性が改善できる。硬質アルマイト処理の膜厚さは、薄いと耐食性が劣り、厚すぎると剥離し易くなるので、２０〜５０μｍが適している。
なお、ある程度の硬度がないと早期に損傷を起こし、機能を満足しないことがあり得るため、硬質アルマイト処理の硬さがＨＶ２００以上のアルミニウム合金を用いることで、非磁性かつ高耐食性を有した特に好ましい転がり軸受を実現することが可能になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基いて説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定して解釈されるものではなく、本発明の範囲内において適宜設計変更可能である。
図１は、本発明の適用される転がり軸受の一実施形態の概略を示し、図示例では、一対の軌道輪（外輪１と内輪２）と、該一対の軌道輪１，２の夫々の軌道溝１ａ，２ａ間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体３にて構成される単列深溝玉軸受を一例として挙げている。
また、本実施形態では、転動体３を保持する保持器や、密封板（接触若しくは非接触のシール、又はシールド）を図示しないが、本発明において所望な保持器を組み込むことや密封板を組み込むことは適宜選択して可能である。
この場合において、左右夫々に同一形状の密封板を備えるものとしても良いが、左右の密封板を諸条件などによって異なるものとすることも勿論可能である。また、密封板は左右のいずれか一方のみに組み込むことも可能である。なお、保持器や密封板においても非磁性かつ耐食性を有する材質が好ましい。
また、本実施形態では、転動体３として玉（球）を用いるが、玉形状も限定されず、既知の形状の玉が使用可能で、またころを用いることも可能である。
【０００７】
外輪１は、内径面に周方向に連続する軌道溝１ａを備え、内輪２は、外径面に周方向に連続する軌道溝２ａを備えてなる既知の形状である。
そして、この外輪１と内輪２は、アルミニウム合金で形成すると共に、硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）を施している。アルミニウム合金が非磁性であると共に、硬質アルマイト処理を施すことにより耐食性が向上する。
ここで、硬質アルマイト処理の硬度は、ＨＶ２００以上であることが好ましい。特に好ましくはＨＶ３００以上である。このように硬質アルマイト処理の硬度を一定以上にすることで、早期の損傷を防ぐことができる。
硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）は、一般的な処理工程を採用することが可能で、例えば、前処理工程（脱脂・エッチング・中和）→陽極酸化処理工程→後処理工程（封孔・電着塗装）が一例として挙げられるがこれに限定されるものではない。
転動体３は、外輪１の軌道溝１ａと内輪２の軌道溝２ａの間に、転動自在に複数個組み込まれる玉で、セラミックにて高精度の球状に形成されている。
セラミックは、窒化けい素の他に、アルミナ、ジルコニア、炭化けい素などの非磁性及び耐食性を有したものであれば使用可能である。
【０００８】
ここで、本発明転がり軸受（表１中、Ｄ，Ｅ，Ｆ）と、従来の転がり軸受（表１中、Ａ，Ｂ，Ｃ）との、耐食性試験及び耐久性試験を行った。夫々の試験結果を表１に示す。なお、本発明の転がり軸受は、以下の試験条件に示す単列の深溝玉軸受で、外輪１と内輪２がアルミニウム合金で形成されると共に、夫々硬質アルマイト処理を施したもので、玉３はセラミック製である。一方従来の転がり軸受は、外輪と内輪が、軸受鋼や、軸受鋼にリン酸マンガン被膜を施したものなどからなり、玉は本発明と同様にセラミック製とした単列の深溝玉軸受である。
▲１▼耐食性試験：腐食条件は、臭化水素ガス雰囲気中で１時間、室温での暴露試験とした。
▲２▼耐久性試験：図２に示す装置で行った。
図中、ａは主軸、ｂはハウジング、ｃはスプリング、ｄは間座、ｅはワッシャ、ｆは止めネジ、ｇは振動加速センサを示し、ｈは試験軸受を示す。
振動加速センサｇにより振動加速度を検出し、初期値の３倍以下であれば長期間回転可能であると判断した。
［試験条件］
試験軸受：開放型の単列深溝玉軸受（呼び番号６００１）
アキシアル荷重：５０Ｎ
内輪回転速度：１６．６６ｓ−１（１０００ｒｐｍ）
潤滑：グリース潤滑
温度：室温
【０００９】
【表１】
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【００１０】
本試験結果によれば、たとえ転動体としての玉３にセラミックを用いたとしても、外輪１と内輪２が、高マンガン析出硬化鋼、軸受鋼にリン酸マンガン被膜を施したものや、あるいは単にアルミニウム合金のみから形成されている従来技術品（表１中のＡ，Ｂ，Ｃ）では、耐食性及び耐久性において満足し得る結果が得られなかったのに対し、本発明品（表１中のＤ，Ｅ，Ｆ）のように、アルミニウム合金からなり、ＨＶ２００以上の硬質アルマイト処理を施した外輪１と内輪２で、これら外内輪１，２間に組み込まれる転動体としての玉３がセラミック製であれば、耐食性・耐久性において満足し得る結果が得られた。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は、上述の通りの構成したため、半導体製造装置などの磁場環境下かつ腐食環境下での要求機能を満足した非磁性かつ高耐食性とした転がり軸受を提供し得た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明転がり軸受の一実施形態を示す概略図。
【図２】耐久性試験の装置を示す概略図。
【符号の説明】
１：外輪
２：内輪
３：転動体
【図１】
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【図２】
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